418F100kW短波发射机高末帘栅流过荷的故障分析

□ 吴好光 黄小聪

一、引言

广西广播电视一〇一台有两部418F100kW短波发射机，每天要进行长时间、满功率、多频率倒频播出。长年累月的工作，发射机难免会发生一些故障，高末帘栅流过荷故障就是其中的一种。当此类故障出现时，及时判断故障产生的原因并抢修维护，便能缩短机器的停播时间，对机器的安全播出起到重要的保障作用。本文通过介绍高末帘栅回路出现故障时引发的高末帘栅流过荷的故障现象，详细分析了引起该故障的原因并提出有效解决方案。

二、高末帘栅的工作原理

418F100kW短波发射机有两个功率开关，用于PA管帘栅压供电，其方式如图1所示，每个功率开关在接通时可提供约600V直流电压。这两个功率开关状态及控制电路安装在音频通路板上，音频通路板根据音频通路中的“直流+音频”信号的变化规律，发出控制这两个功率开关同合或同断的指令，通过输入/输出板上对应的两个光发射器把指令传给功率开关，当功率开关同合时，电压为直流1200V，同断时，电压为0V。输入/输出板与这两个开关之间的连接线各用两条光缆。

图1 高末PA帘栅电源供电

从调机经验中发现，高末PA管的帘栅压在载波满功率状态下，选取帘栅电压为780V～800V，发射机工作较为稳定。两级功率开关串接后可提供1200V的电压，为了获得800V帘栅压，这两个功率开关的通断时间由音频信号控制，由于两级帘栅功率开关输出的直流脉冲的占空因数为0.667，则实际加在PA管帘栅极上的平均直流电压为800V。这个电流可视为恒流。

在有调制的情况下，音频信号的振幅变化将使PA的屏压相应变化。在某个瞬间，音频信号振幅上升，则使PA的屏流ia也增高，根据四级管特性帘栅流ig2下降，则图1中10H电感上产生一个反电势（如图示方向），它使得该瞬间的帘栅压升高。由于帘栅流为恒流，则此时意味着ia随着屏压又上升了一个增量，给出了正常高调幅时的输出功率。为了保证帘栅压与屏压在调制期间的任何瞬间都有一一对应的电压关系，两个帘栅功率开关在有调制的情况下，由同一个音频信号控制，输出直流脉冲的占空比也相应变化，当屏压为电压峰值时，帘栅压也达到最大点，反之则相反，这就实现了帘栅调制。

三、高末帘栅流过荷的故障现象

发射机在播放时掉高压，发射机控制面板高末帘栅过荷指示灯6S20变红，重加高压加不上。

其电路控制原理如图2所示，发射机加高压后，当高末帘栅模块上的滑动变阻器2R6上的采样电流超过3A时，接点5、9闭合，继电器1K40得电动作，高压断继电器1K22B得电，接点21、22断开，发射机掉高压；同时，接点8、12闭合，高末帘栅过荷继电器1K33得电，接点6、10闭合，高末帘栅过荷指示灯6S20变红。

图2 高末帘栅过荷控制图

四、高末帘栅流过荷的故障分析

在高末帘栅回路中，高频电流通过3C31帘栅薄膜电容接地，从而使帘栅极处于高频地电位，高末帘栅极无高频电流，因此，只需根据帘栅极直流供电回路就可以判断其回路中的故障点。

如图3所示，高末帘栅直流供电回路如下：帘栅极—阴极灯丝—灯丝变压器次级—地—帘栅流取样分流器 （2R6、2R7）—帘栅功率模块—帘栅阻流圈（2L1）—陷入电路（3R24、3R25、3L16）—帘栅极。

图3 高末帘栅电路原理图

如果回路出现短路的情况，可能会造成高末帘栅流过荷。当出现高末帘栅过荷的现象时，可按以下的判断方法来判定过荷的故障点，其示意图如图4所示。

图4 高末帘栅流过荷判断方法示意图

（一）降功率为 “0”，看是否过荷。如果过荷，甩开帘栅模块控制光纤，看是否过荷，如果不过荷，说明是9A4板有故障。处理故障的方法是更换好的9A4板。

（二）降功率为 “0”,看是否过荷。如果过荷，甩开帘栅模块控制光纤，看是否过荷，如果过荷，说明帘栅模块本身有故障，有可能是帘栅模块的IGBT被击穿。若帘栅模块IGBT击穿，就会造成加高压时700V帘栅压直接加至电子管，不受PSM调制控制器的控制，使得帘栅先上，这样就会造成帘栅流瞬间变得很大，进而引发帘栅过荷。帘栅电源由两块功率模块组成，那怎么判断是哪块功率模块有损坏呢？这时只要拆开其中一块帘栅模块交流输入端的三个保险，降功率加高压看看有没有帘栅压，有就说明另一块模块损坏，没有就说明是此模块损坏。处理故障的方法是更换好的功率模块。

（三）降功率为 “0”，看是否过荷。如果不过荷，稍升功率，这时帘栅压很小，帘栅流很大，再稍升功率便会过荷掉高压，说明模块输出引线到3C31帘栅薄膜电容之间元器件有故障。

那怎么判断是帘栅电源侧故障还是负载侧故障？这时只需断开3R25重上高压即可。

如果断开3R25重上高压后不过荷，表明故障点在负载侧，此时用1000V摇表摇测薄膜电容的绝缘，一端接地，一端接帘栅极，若测得绝缘很低甚至为0，则表示高末帘栅薄膜电容3C31击穿通地。此外，顺带检查压敏电阻RV1和RV2有无损坏，因为造成3C31击穿的原因就是其瞬时电压很高，而由压敏电阻RV1、RV2和珐琅电阻2R9组成的限峰电路能够抑制高调幅时的瞬间高电压。如果RV1、RV2损坏，则高末帘栅薄膜电容3C31便很容易击穿。处理故障的方法是卸下帘栅盘，更换好的帘栅薄膜电容3C31。

如果断开3R25重上高压后仍过荷，表明故障点在电源侧，即3C45或者2C1击穿通地。至于它俩哪个被击穿，卸下测量其电容值即可作出判断。处理故障的方法是更换好的3C45或者2C1。

如果3C31、3C45和2C1都没有故障，便要校整高末帘栅过荷取样保护电路，排除此保护电路的误动作。

（四）其它非因高末帘栅回路故障引发的高末帘栅流过荷故障。如高末屏压回路中3L14、3L15烧坏，高末屏压无法形成回路，使得高末电子管上无屏压，从而导致阴极发射的电子大部分被帘栅极吸收，进而引发帘栅流过荷；又如高末栅帘碰极，由于栅压为负压，帘栅压为正压，帘栅压直接加到栅极上，便会造成栅流反向，栅流表反打，栅流和屏流急聚增加，机器也会过荷掉高压。

五、结语

综上所述，在发射机发生高末帘栅流过荷故障时，只要按照分析的方法，通过判断9A4板、帘栅功率模块、3C31、3C45、2C1的正常与否，便能快速地锁定故障点，从而能够快速地修复发射机。与发射机的其它故障一样，如末前阴流过荷、高末删流不足、高末阴流过荷等等，只要把这些故障的判断方法和处理方法总结归类，当发射机再出现类似的故障时，便能迅速判断故障并及时修复发射机，对保障发射机的安全播出具有重要的意义。